人工煤气场站安全管理——人工煤气基本知识.docx

1、人工煤气场站安全管理人工煤气基本知识一、煤气燃烧一、煤气燃烧 1.燃烧气体燃料中的可燃成分(如 H2、CO、CmHn、H2S 等)，在一定条件下，与氧气发生激烈的氧化作用，并产生大量热和光的物理化学过程称为燃烧。燃烧反应方程式，是燃气进行燃烧计算的依据。如 CH4+202C02+2H2O+H(3-1)2.热值燃烧热或热量，是表示物质吸热或放热多少的物理量。固体燃料或液体燃料，采用 1kg 燃料完全燃烧时所产生的热量，作为该燃料的发热量；气体燃料，则采用 1m3(标准状态下)燃料完全燃烧时所产生的热量，作为该燃料的发热量。常用热值单位为 kcal/m3，国际单位为 kJ/m3，其换算关系为：1k

2、cal=4.1868kJ 燃气的热值可分为高热值和低热值。高热值用 Qh或 Hh表示，是指一标准立方米燃气完全燃烧后，其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。低热值用 QL或 HL表示，是指一标准立方米燃气完全燃烧后，其烟气被冷却至原始温度，但其中的水蒸气仍是蒸汽状态时所放出的热量。煤气是混合气体，其热值可由煤气组成的各单一气体的热值，按混合法则来计算：Q=Q1r1+Q2r2+Qnrn(3-2)式中 Q 一煤气的高热值或低热值；Qn煤气中各可燃组分的高或低热值；rn一煤气中各可燃组分的容积成分。3.燃烧的空气需要量和燃烧产物量燃烧必须具备三个条件，即：有可燃物质的

3、存在；充分的供应空气或氧；可燃物质达到着火温度以上。燃烧所需的氧气，一般从空气中直接获得。如若不考虑干空气中少量的二氧化碳和其他气体，则干空气的容积成分含氧为 21%，氮 79%；重量成分，含氧为 23.2%，氮 76.8%。干空气中氮与氧的容积比为：燃烧所需理论空气量，是指 1m3(标准状态下)(或 kg)燃气按燃烧反应式完全燃烧所需空气量，单位 m3/m3(标准状态下)，或 m3/kg(标准状态卜)。例如氢气的燃烧。H2+0.5O2+0.53.76N2H20+0.53.76N2(3-4)上述反应式表明，1m3(标准状态下)氢气完全燃烧需 0.5m3(标准状态下)氧气或 2.38m3(标准状

4、态下)空气，燃烧后生成 2.88m3(标准状态下)烟气如果和纯氧反应，则生成 1m3(标准状态下)水蒸气。在实际燃烧中，因燃气与空气混合不均匀性等因素影响，只供给理论空气量 V0不能完全燃烧，因此实际空气量 V应大于理论空气量。实际空气量与理论空气量的比值称为过剩空气系数。二、煤气压力二、煤气压力 1.压力表示法煤气压力，是指气体的压力强度，即气体对容器壁单位面积上作用的垂直力。其表示方法有如下几种。用单位面积上所承受的力来表示，单位为 kg/cm2。液柱表示法。用盛有蒸馏水或水银的玻璃管的垂直高度表示，用蒸馏水则称水柱高，单位为 mmH2O；用水银则称水银柱高或汞柱高，单位为 mmHg。大气

5、压表示法。大气的重量对地表面的压力，称为大气压力。大气压有标准大气压(或物理大气压)和工程大气压之分。国际上用 Pa 作压力标准单位，1Pa=1Nm-2。以上各种压力单位的换算关系见表 3-1。表表 3-13-1 各种压力单位的换算关系各种压力单位的换算关系单位名称PaBar(巴)atm1 Pa110-59.8692310-61 Bar(巴)10510.9869231 atm1013251.0132511at 或 kgf/cm298066.50.9806550.7678391 mmHg133.3221.3332210-31.3157910-31 mmH2O9.806380.09806410-3

6、0.09678110-3at 或 kgf/cm2mmHgmmH2O1 Pa0.10197210-47.500610-30.1021 Bar(巴)1.01972750.06102001 atm1.0332376010335.21at 或 kgf/cm21735.5910002.81 mmHg1.3595110-3113.59581 mmH2O0.09999710-30.073553712.表压力、绝对压力和相对压力根据所取的基准不同，压力可分为绝对压力和相对压力。气体压力以绝对真空为基准则称为绝对压力；以大气压为基准则称为相对压力。一般压力表读数为相对压力，即为表压力。表压、绝对压力和相对压力之间的相互关系：P=B+Pb式中 P为绝对压力，Pa；B大气压力，Pa；Pb表压力，Pa。Pb可以是正压，也可以是负压。负压用真空度表示：三、煤气组分和重度三、煤气组分和重度 1.煤气组分表示法煤气是由一些可燃气体和不可燃气体组成的混合气体，表示其各组分的方法有质量成分、容积成分、摩尔成分、绝对表示成分。(1)质量成分 煤气的质量组分或质量百分比是指混合气体中各组分的质量与混合气体总质量比值的百分数